生物人教版选修3学案专题5生态工程专题整合与评估

专题整合与评估[知识建网]答案速填：①物质循环再生原理②协调与平衡原理③整体性原理④农村综合发展型生态工程⑤大区域生态系统恢复工程[要语必背]1．生态经济主要是通过实行“循环经济”的原则，使一个系统产出的污染物，能够成为本系统或者另一个系统的生产原料，从而实现废物资源化。2．生态工程的基本原理有物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理、系统学和工程学原理。[知识整合促贯通]一、生态工程原理的应用生态工程遵循的原理：物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理、系统学和工程学原理。生态工程的基本原理，都是遵循生态平衡的原理，即在维持生态系统稳定性的基础上，让其为人类的生产和生活提供更多的物质和能量，或者说是充分利用生态系统中的物质和能量。生态系统的平衡是一种自然规律，人类的一切生产和生活都必须遵循其基本规律，否则将破坏生态平衡。从生态工程的实例中总结出生态工程的意义，理解进行生态工程建设的必要性，通过生态工程实现“生态经济”和“循环经济”。用案例分析引出对原理的学习，再通过原理分析探讨案例问题的解决方法，同时要注意培养社会参与意识和提高分析问题的能力。【典题精练1】有一山区由于开采露天小铁矿等活动，自然生态系统完全被破坏，成为一片废墟，为尽快使该山区恢复到原有自然生态系统状态，应采取的最好措施是在这片废墟上()A．回填土壤，引进多种外来物种，重建新的生态系统B．撤出人类全部活动，实行全面封闭，等待自然恢复C．回填土壤，栽培当地经济农作物，发展农业生产D．回填土壤，栽种当地原有的植物，实行封山育林【解析】本题意在考查学生的理论联系实际分析问题的能力。铁矿的肆意开采使得自然生态系统完全被破坏，土壤资源严重不足，回填土壤是必要之举，同时应多栽种当地原有的植物，因为外来物种的引进容易破坏生物的多样性；实行封山育林是培育森林资源、恢复自然生态系统的一种重要方式，具有用工少、成本低、见效快、效益高等特点，对加快绿化速度、扩大森林面积、提高自然生态系统的稳定性、促进社会经济发展发挥着重要作用，因此选项D是正确的。【答案】D【典题精练2】现有一生活污水净化处理系统，处理流程为“厌氧沉淀池→曝气池→兼氧池→植物池”。其中植物池中生活着水生植物、昆虫、鱼类、蛙类等生物。污水经净化处理后，可用于浇灌绿地。回答问题：(1)污水流经厌氧沉淀池、曝气池和兼氧池后得到初步净化。在这个过程中，微生物通过________呼吸将有机物分解。(2)植物池中，水生植物、昆虫、鱼类、蛙类和底泥中的微生物共同组成了________(填“生态系统”“群落”或“种群”)。在植物池的食物网中，植物位于第________营养级。植物池中所有蛙类获得的能量最终来源于________所固定的________能。(3)生态工程所遵循的基本原理有整体性、协调与平衡、________和________等原理。(4)一般来说，生态工程的主要任务是对________进行修复，对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力。【解析】本题主要考查生态系统的结构和功能以及生态工程的基本原理。(1)微生物分解有机物是通过呼吸作用(既有有氧呼吸也有无氧呼吸)来完成的。(2)在同一时间聚集在一定区域内的各生物种群共同构成一个生物群落。在食物网中，植物(寄生植物除外)一般都处于第一营养级；地球上几乎所有生态系统的能量都来源于太阳能。(3)生态工程遵循物质循环再生、物种多样性、协调与平衡、整体性等基本原理。(4)生态工程是指人类应用工程学、系统学等学科的基本原理和方法，通过系统设计和调控技术组装，对已被破坏的生态系统进行修复、重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力，追求生态、经济、社会效益的统一。【答案】(1)无氧和有氧(或细胞)(2)群落一生产者太阳(3)物质循环再生物种多样性(4)已被破坏的生态环境(或受损的生态系统)二、生态农业设计的基本原则和几种最常见的生态农业模式1．生态农业设计的基本原则生态农业设计是生态农业建设实施的前提和依据。生态农业设计的原则，从根本上而言，既要符合生态学原则，又要符合经济学原则。设计的生态农业系统可以形形色色，结构有简有繁，但不管什么样的模式，都应当遵循一个统一的标准和要求，这就是我们要提出的生态农业设计的基本原则。它包括以下几条：(1)以提高整个系统的总体功能和综合效益为目标，局部的功能和局部的效益都应当服从总体的功能和效益。(2)资源利用合理，注重物质和能量的多层分级利用，系统内物质和能量利用率高。(3)减少对不可再生能源的依赖性，注重有机能源的投入，保持系统物质和能量输入输出的动态平衡。(4)产品产出量大、质优、速稳。(5)系统抗逆能力提高。(6)经济高效、生态可行、技术合理、社会效果好。2．几种最常见的生态农业模式(1)物质、能量的多层分级利用系统，如农作物秸秆的多级利用。(2)水陆交换的物质循环系统，如：“桑基鱼塘”生产体系，人工建立的高产、稳产的农业生态系统。做到蚕粪养鱼，鱼粪肥塘，塘泥肥田、肥桑，从而获得稻、鱼、蚕茧三丰收。(3)农林牧渔联合生产系统，如农林牧渔生产体系初级模式和粮桑渔畜农业生态体系。【典题精练3】下图是一个农业生态系统模式图，关于该系统的叙述，错误的是()A．微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量B．沼气池中的微生物也是该生态系统的分解者C．沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用D．多途径利用农作物可提高该系统的能量利用效率【解析】本题考查了农业生态系统的结构、模式及功能。一个完整的生态系统是由非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者四部分构成，在沼气池中，微生物分解光合作用储存在农作物中的有机物，产生可燃气体，属于分解者；多途径利用农作物可以将农作物中的能量多次利用，将废物变为生产新产品的原料，提高了能量的利用效率；生态系统中，物质是可以循环利用的，而能量是单向流动、逐级递减的。【答案】C【典题精练4】请仔细读下图，然后指出该生态农业的优点。(1)生态农业设计的基本原理是①______，②______。(2)生态农业的优越性表现在____________________。(3)在“农作物→猪→农户”这条食物链中，若农作物通过光合作用产出300摩尔氧气，则农作物同时产出__________摩尔葡萄糖，农户从猪中获取的能量最多相当于__________摩尔的葡萄糖。【解析】本题考查农村综合发展型生态工程建设遵循的原理和优势，以及应用能力、理解分析能力等。生态系统中能量多级利用和物质循环再生是生态学的基本理论，食物链是能量流动和物质循环的主渠道。这样，各种农产品的生产互相协调，互惠互利，实现了能量和物质的多级利用；人们可以利用生物种群之间的关系，对生物种群进行人为调节；用天敌减轻生物危害，用生产农产品的废弃物做饲料和肥料，减轻农药和化肥对环境的污染。能量在食物链中传递按10%～20%逐级递减。【答案】(1)生态系统中能量多级利用和物质循环再生环境与经济协调发展(2)各种农产品的生产互相协调，互惠互利，实现了能量和物质的多级利用(3)502[高考链接·明考情]1．(2014·重庆卷节选)为治理某废弃采石场的生态环境，对其进行了公园化建设。通过人工林建设和园林景观构建，既改善了生态环境，又可提高社会和经济效益，这主要体现了生态工程的整体性原理。真题解析：人工林的建设和园林景观的构建，既改善了生态环境，又可提高社会和经济效益，这主要体现了生态工程的整体性原理。[1]真题探源：[1]教材第112页：整体性原理。2．(2013·广东卷)污水处理厂的污泥富含有机质和无机成分，可用作肥料，但其多环芳烃(PAHs)等有机污染物含量通常较高，施入土壤会带来二次污染。生物质炭是由作物废弃秸秆等炭化而成。将污泥、含7%生物质炭的污泥均堆放一段时间后用于盆栽实验，研究它们对黑麦草生长及PAHs迁移的影响，结果如表。测定项目红壤红壤＋污泥红壤＋含7%生物质炭的污泥土壤PAHs含量(μg/kg)5271079765黑麦草叶绿素含量(mg/g)2.02.12.3黑麦草每盆干重(g)1.72.32.7黑麦草PAHs含量(μg/kg)401651428(1)生物质炭孔隙结构发达，能改善土壤的通气状况，使根系细胞有氧呼吸加强，ATP合成增加，从而促进根系对土壤养分的吸收。(2)由表可知，施用含生物质炭的污泥使黑麦草叶绿素含量提高，促进光合作用的进行，有利于有机物的积累，从而促进黑麦草生长；污泥的施用使土壤和黑麦草的PAHs含量增加，但生物质炭的输入降低了土壤PAHs含量和黑麦草对PAHs的吸收与积累，从而降低PAHs污染的风险。由此可见，生物质炭有望用作污泥改良剂，促进污泥的推广应用。污泥的应用符合生态工程的物质循环再生原理。真题解析：(1)土壤的通气状况改善，细